Dotacin futura de agua La dotacin futura se puede estimar con un incremento anual entre el 0,50% y el 2% de la dotacin media diaria, aplicando la frmula del mtodo geomtrico:

Donde: Df Dotacin futura en l/hab-d Do Dotacin inicial en l/hab-d d Variacin anual de la dotacin en porcentaje t Nmero de aos de estudio en aos La proyeccin de la dotacin, dotacin futura, para cada uno de veinte aos considerados para el diseo para la comunidad en estudio se presenta en el Anexo correspondiente al Clculo Hidrulico. La proyeccin de dotaciones se presenta en la siguiente tabla:

LA DOTACION

El problema de la estimacin de la dotacin es en fin de cuentas, el de la revisin del consumo futuro, para mejor comprensin de las estimaciones se expondrn previamente los tipos de consumo existentes en una comunidad urbana y los principales factores que lo afectan. En una comunidad el consumo de agua de urbana puede clasificarse en los siguientes conceptos:

Residencial o domstico: Dependiendo de la ciudad, puede ser el consumo mayoritario, contiendo el suministro para usos higinicos, culinarios, limpieza, el riego de jardines y prados (que en algunos lugares puede tener una singular importancia), etc., en casas particulares,. Para este uso deben tenerse en cuenta: el tamao de la poblacin, las condiciones socioeconmicas, el clima, la cobertura de medidores y las caractersticas del alcantarillado existente. Comercial e industrial: Incluye el suministro a instalaciones comerciales, industriales y de oficinas, y en l debern estudiarse los consumos puntuales o concentrados de demandas, as como realizar un estimativo de los consumos futuros. Su importancia depender de las condiciones locales, tales como la existencia de grandes industrias o el porcentaje de industriales que se abastecen autnomamente por conducciones y recursos propios. Usos institucionales: Que incluyen los consumos de las instalaciones como hoteles y edificios pblicos como: hospitales, crceles, etc. as como para las escuelas que debern analizarse segn las caractersticas de concentracin de poblacin estudiantil durante el da. Usos pblicos: Es el empleado por los servicios de aseo y limpieza de las calles, en el riego de jardines y parques pblicos, fuentes, etc. Se considerar entre el 0 y el 3 % del consumo medio diario domstico. Uso rural: En caso de que tenga que abastecerse a la poblacin rural, mediante una ampliacin del acueducto o directamente con un acueducto veredal, debern considerarse el censo rural y su futuro y de acuerdo a las caractersticas de dicha poblacin estimar el consumo. Prdidas y derroches: Es el agua que se pierde en la aduccin, en usos subsidiarios en el tratamiento, evaporacin, debido al mal conteo en contadores y bombas, conexiones no autorizadas, fugas en depsitos y conducciones debido al estado de la red de distribucin., etc. Por estos conceptos se puede llegar a "mal utilizar" de un 20 a un 40 % de la dotacin bruta, dependiendo general, Los factores que afectan al consumo per capita de una ciudad tienen un gran inters, ya que su evaluacin aproximada permitir prever, hasta cierto punto, los valores de este. Los ms importantes son los siguientes:o o

Nivel de vida que incidir en el uso de aparatos electrodomsticos y en una higiene y limpieza ms refinadas; el consumo ser mayor a mayor nivel de vida. Tamao de la poblacin que probablemente este relacionado con el anterior aadiendo

o o o

o o o o o o

una mejor calidad en el servicio tanto de abastecimiento como de saneamiento; el consumo ser mayor a mayor tamao de poblacin. La calidad del sistema de saneamiento que al aumentar, aumentar el consumo. La importancia de las zonas industriales y comerciales de la ciudad. La urbanizacin de la ciudad en cuanto a existencia de parques mayores o menores, si la urbanizacin es predominantemente horizontal con jardines particulares o vertical con grandes bloques de apartamentos. Condiciones climticas puesto que el consumo ser tanto mayor cuanto ms clido sea el clima, debido a los aires acondicionados, mayor necesidad de riegos, etc. El precio del agua ya que el consumo ser menor cuanto mayor sea el precio del agua. La calidad del agua del abastecimiento que a mejor, har aumentar el consumo. El estado de la red de distribucin que afectar a las prdidas y derroches. El control en los edificios pblicos. Las caractersticas tursticas de la ciudad.

Una buena prctica en la estimacin de la dotacin futura consiste en adoptar la producida recientemente en una ciudad que se encuentre, en ese momento, en una situacin similar a la que se preve tendr, en el futuro, la comunidad de estudio. Otro sistema aceptable consiste en determinar la dotacin actual (consumo) y prever un aumento anual, ms o menos elevado segn como se prevea se van a mover las variables enumeradas anteriormente; es frecuente el uso de valores entre el 0,5 y el 2,5% de incremento anual del consumo per capita. Ms raramente se recurre a realizar una estimacin directa considerando los consumidores distribuidos en clases. Sin embargo se realiza en ocasiones para el clculo del consumo en ciertas zonas particulares de la ciudad, cuya dotacin por habitante puede diferir considerablemente de la media, por ejemplo: zonas comerciales o industriales, zonas recreativas, etc. El uso industrial del agua vara mucho segn el proceso de fabricacin, incluso algunas industrias estn dotadas de sistemas de recirculacin que reducen notablemente el consumo. Un valor de uso, puede ser el de 2 l/seg/Ha., pero, en cualquier caso, resulta muy interesante una inspeccin de las industrias y de sus consumos as como de los residuos que originen y sus posibilidades de reciclado. De forma similar, es decir caudal por unidad de rea o de longitud, deber considerarse una demanda mnima contra incendios, esta depender del tamao y densidad de la poblacin, as como de la ubicacin de complejos multifamiliares, comerciales o industriales. El modelo expuesto: (CONSUMO = POBLACIN * DOTACIN) da un valor que debe considerarse como un consumo medio a lo largo del ao. Sin embargo, en la prctica este consumo no se produce de forma regular, sino que en determinados momentos conocidos como puntas, el consumo de la poblacin ser mayor y en otros, notablemente inferior al medio, puesto que las condiciones climticas, los das y horarios de trabajo etc., tienden a causar amplias variaciones en el consumo de agua. Durante la semana, puede ser que el domingo se produzca el ms bajo consumo y el lunes el mayor, as mismo en los meses de verano se generar un consumo medio superior al promedio anual. La semana de mximo consumo se producir, con frecuencia, en tiempo caluroso y ciertos das superarn a otros en cuanto a demanda de agua. A travs del da tambin se producen puntas de demanda, dependiendo de las horas en las que se da la actividad de la ciudad, habr una punta por la maana al comenzar las actividades y otro por la tarde cuando

stas finalicen, habr, generalmente un mnimo sobre las 4 de la madrugada correspondiente a las mnimas actividades de la noche. Figura 5. Variacin del consumo de agua durante el da en Sheboygan (Wis) E.U. La dotacin bruta se establece con la dotacin neta mnima afectada por las variaciones climticas y las perdidas as:

El caudal medio diario Qmd, es el caudal medio calculado para la poblacin proyectada con sus ajustes y la dotacin bruta, expresado en l/s:

El caudal mximo diario, QMD, se define como el consumo mximo registrado durante 24 horas en un periodo de un ao y el caudal mximo horario, QMH, se define como el consumo mximo registrado durante una hora en un periodo de un ao, sin tener en cuenta el caudal de incendio se calculan as:

Goodrich dio la frmula:

donde p = consumo mximo en % durante el periodo de t das, lo que arroja unos resultados muy parecidos a:o o o o

El mximo consumo mensual sea del orden del 125 % del consumo medio anual por mes. El mximo consumo semanal sea del orden del 150 % del consumo medio anual por semana. El mximo consumo diario sea del orden del 180 % del consumo medio anual por da. El mximo consumo horario sea del orden del 160 al 240 % del consumo medio anual por hora.

La variacin puede ser tal que en ciertas ciudades son frecuentes puntas horarias del 300 a 400

% y en ciertos casos hasta del 1000 % y ms sobre el consumo medio anual por hora. En caso de no disponer de estas medidas debe tenerse en cuenta que los coeficientes punta de una comunidad o zona de la misma:o o o o o

Sern tanto mayores cuanto ms pequea sea esta, ya que hay ms homogeneidad en la actividad de sus habitantes. Sern tanto mayores cuanto mas homognea sea la comunidad o zona (exclusivamente residencial, comercial, etc.). Sern tanto mayores cuanto mejor sea el estado de la red de distribucin (menores prdidas). Sern tanto mayores cuanto ms turstica sea la comunidad. Quedarn influidos por los grandes consumidores (demanda media mayor a 3 l/s).

Sin embargo, la mejor manera de fijar estos factores punta es la de usar las mediciones de consumo de la propia ciudad que se estudia, que dependern entonces de todos los factores ya expuestos o apegarse a la normatividad que para nuestro caso se fija en el reglamento de abastecimiento y saneamiento bsico, RAS-98, de donde se extract la siguiente tabla:

Tabla 3. Dotacin neta y sus variaciones, perdidas y coeficientes puntas.

DETERMINACIN DE LA DOTACIN DEL AGUA

RESUMEN La dotacin es el consumo diario de agua, que sirve para calcular los caudales de diseo. En este articulo se encuentra datos acerca de la dotacin para diferentes usos ( domsticos, industriales, comerciales, etc. ) INTRODUCCIN El sistema de abastecimiento pblico de agua es el conjunto de obras, equipos y servicios destinados al abastecimiento de agua potable de una comunidad para fines de consumo domstico, servicios pblicos, consumo industrial y otros usos. Esa agua suministrada por el sistema deber ser siempre que sea posible, una cantidad suficiente y de la mejor calidad desde el punto de vista fsico, qumico y bacteriolgico. UNIDADES DE SISTEMA Un sistema de abastecimiento pblico de agua comprende diversas unidades: Captacin (toma de agua), conducciones principales y secundarias (de agua cruda y de agua depurada), depuracin o tratamiento, almacenamiento, (tanques de almacenamiento enterrados, tanques de almacenamiento semi-enterrados, tanques de almacenamiento apoyados, tanques de almacenamiento elevados), distribucin (estaciones de bombeo (cuando sean necesarias), de agua cruda, de agua depurada). ELEMENTOS BSICOS Y PARMETROS PARA LA ELABORACIN DE PROYECTOS Para la implantacin de un sistema de abastecimiento pblico de agua, se hace necesaria la elaboracin de estudios y proyectos, con miras a la definicin precisa de las obras que se van a emprender. Esas obras debern tener su capacidad determinada no solamente para las necesidades actuales sino tambin futuras de la comunidad, previndose su construccin por etapas. El perodo de atencin de las obras proyectadas, tambin llamado alcance del plan, vara normalmente entre 10 y 30 aos. Para la elaboracin del proyecto de un sistema de abastecimiento pblico de agua, debern ser reunidos una serie de datos y elementos bsicos que posibiliten un perfecto diagnstico de la localidad que va ser abastecida Por otro lado, se hace necesario el establecimiento de parmetros y criterios orientadores del proyecto en sus diversas fases y se deben fijar entre otros elementos: Etapas de construccin de las obras, dotacin diaria de agua per-cpita, volmenes de agua para fines industriales ( si son muy significativos en relacin a los volmenes totales) , coeficientes de variacin de consumo, coeficiente de los das de

mayor consumo y coeficiente de las horas de mayor consumo, nmero de horas de funcionamiento de cada unidad del sistema; por lo general solamente sistemas de pequea capacidad dejan de funcionar durante las 24 horas del da. CONSUMO El consumo de agua es funcin de una serie de factores inherentes a la propiedad localidad que se abastece y vara de una ciudad a otra, as como podr variar de un sector de distribucin a otro, en una misma ciudad. Los principales factores que influyen el consumo de agua en una localidad pueden ser as resumidos: Clima, nivel de vida de la poblacin, costumbres de la poblacin, sistema de provisin y cobranza (servicio mdico o no), calidad del agua suministrada, costo del agua (tarifa), presin en la red de distribucin, consumo comercial, consumo industrial, consumo pblico, perdidas en el sistema, existencia de red de alcantarillados y otros factores Es oportuno hacer nfasis en que la forma de provisin de agua ejerce notable influencia en el consumo total de una ciudad, pues en las localidades donde el consumo es medido por medio de hidrmetros, se constata que el mismo es sensiblemente menor en relacin a aquellas ciudades donde tal medicin no es efectuada. Tipos de consumo En el abastecimiento de una localidad, deben ser consideradas varias formas de consumo de agua, que se pueden discriminar as: Uso domstico: Descarga del excusado, aseo corporal, cocina, bebida, lavado de ropa, riego de jardines y patios, limpieza en general, lavado de automviles, aire acondicionado. Uso comercial: Tiendas, bares, restaurantes, estaciones de servicio. Uso industrial: Agua como materia prima, agua consumida en procesamiento industrial, agua utilizada para congelacin, agua necesaria para las instalaciones sanitarias, comedores, etc. Uso pblico: Limpieza de vas pblicas, riego de jardines pblicos, fuentes y bebederos, limpieza de la red de alcantarillados sanitarios y de galera de aguas pluviales, edificios pblicos, piscinas pblicas y recreo, combate contra incendios. Usos especiales: Combate contra incendios, instalaciones deportivas, ferrocarriles y autobuses, puertos y aeropuertos, estaciones terminales de mnibus. Prdidas y desperdicios: Prdidas en el conducto, prdidas en la depuracin, prdidas en la red de distribucin, prdidas domiciliares, desperdicios. VARIACIONES DE CONSUMO En un sistema pblico de abastecimiento de agua, la cantidad de agua consumida vara continuamente en funcin del tiempo, de las condiciones climticas, costumbres de la poblacin, etc. Hay meses en que el consumo de agua es mayor en los pases tropicales como el Brasil, sobre todo en los meses de verano. Por otro lado, dentro de un mismo mes, existen das en que la demanda de agua asume valores mayores sobre los dems. Durante el da el caudal dado por una red pblica vara continuamente. En las horas diurnas el caudal supera el valor medio, alcanzando valores mximos alrededor del medio da. durante el perodo nocturno el consumo decae, por debajo de la media, presentando valores mnimos en las primeras horas de la madrugada. DOTACIN DE AGUA NECESIDADES DE AGUA DE LAS CIUDADES (por habitante)

Abastecimiento rural Poblaciones de 3.000 habitantes

125 L/d/hab. 115 L/d/hab.

Poblaciones 3.000 a 15.000 habitantes Ducha Sanitario Lavado de manos Lavado de platos Aseo y vivienda Consumo propio Lavado de ropa

200 L/d/hab. 27,6 L/Pna 35,67 L/Pna 6,02 L/Pna 27,88 L/Pna 0,29 L/m2 da 6 L/Pna/da 45,89 L/Pna 220 L/d/hab.

Poblaciones de 15.000 a 60.000 habitantes

En poblaciones mayores a 60.000 habitantes la dotacin para viviendas es de 250 L/Pna/da, vlida para vivienda unifamiliares, bifamiliares y multifamiliares ).

En caso de incendio 60 m3/ hectrea durante un tiempo de 2 horas, con una reserva mnima de 120 m3. DOTACIN DE AGUA PARA ALGUNAS INSTALACIONES HOTELES, PENSIONES, HOSPEDAJES Tipo de establecimiento Hotel Pensin Hospedaje RESTAURANTES rea en m2 Hasta 40 m2 De 41 a 100 m2 Ms de 100 m2 Dotacin diaria 2.000 litros 40 litros/m2 50 litros/m2 Dotacin diaria 500 litros/alcoba 350 litros/alcoba 25 litros por cada m2 destinado a alcobas

Nota: en aquellos restaurantes donde tambin se elaboren alimentos para ser consumidos fuera del local, se calcular una dotacin complementaria a razn de 8 litros/cubierto preparado para este fin. PLANTELES EDUCATIVOS Y RESIDENCIAS ESTUDIANTILES Dotacin diaria Alumnado externo Alumnado semi-interno Alumnado interno o residente 40 litros/persona 70 litros/persona 200 litros/persona

Personal no residente Personal residente CINES, TEATROS, AUDITORIOS Y OTROS Tipo de establecimiento Cines, teatros y auditorios Cabarets, casinos y salas de baile Estaciones, veldromos, autdromos, plazas de toros, similares Circos, hipdromos, parques de atraccin y similares BARES, FUENTES DE SODA, CAFETERAS rea del local Hasta 30 m2 de 31 a 60 m2 de 61 a 100 m2 ms de 100 m2 Dotacin diaria

50 litros/persona 200 litros/persona

Dotacin diaria 3 litros litros/asiento 30 litros/m2 de rea para uso pblico

1 litro/espectador 1 litro/espectador ms la dotacin requerida para animales.

1.500 litros 60 litros/ m2 50 litros/ m2 40 litros/ m2

PISCINAS (DE RECIRCULACIN Y DE FLUJO CONTINUO)

Con recirculacin de las aguas de rebose horizontal de piscina. Sin recirculacin de las aguas de rebose Con flujo continuo de agua

10 litros/da por cada m2 de proyeccin 25 litros/da x m2 125 litros/hora x m3

Nota: La dotacin de agua para los servicios sanitarios en los desvestideros y cuartos de aseo anexos a las piscinas, se calcular a razn de 30 litros/da por cada m2 de proyeccin horizontal de piscina. En aquellos casos en que se contemplen otras actividades recreativas, se aumentar proporcionalmente la dotacin. OFICINAS EN GENERAL La dotacin de agua para oficinas se puede estimar a razn de 6 litros/da x m2 de rea til del local. (Tambin puede aplicarse 40 a 50 litros/persona x da). DEPSITOS La dotacin diaria para depsitos de materiales, equipos y artculos manufacturados, se calcular a razn de 0.50 litros/da x m2 de rea til del local y por cada turno de trabajo de 8 horas o fraccin. Nota: La dotacin mnima debe ser de 500 litros/da. Si hay oficinas anexas, calcular su consumo adicionalmente. CARNICERAS, COMERCIOS, PESCADERAS Y SIMILARES Se calcula a razn de 20 litros/da x m2 de rea del local.

La mnima dotacin admisible es de 400 litros/da. MERCADOS Calcular a razn de 15 litros/da x m2 de rea til del local. La dotacin de agua para locales con instalaciones separadas, tales como restaurantes, cafeteras, comercios, oficinas, etc. se calcular adicionalmente segn las normas para cada caso. BOMBAS DE GASOLINA, ESTACIONES DE SERVICIO, GARAJES Y PARQUEADEROS

Para bombas de gasolina Para garaje simple y parqueadero cubierto (puede asignarse tambin)

800 litros/da x bomba 2 litros/da x m2 de rea 50 litros/da x carro 8.000 litros/da x unidad de lavado 12.800 litros/da x unidad de lavado 6 litros/da x m2 de rea til

Para lavado corriente, no automtico Para lavado automtico Para oficina y venta de repuestos

HOSPITALES, CLNICAS, CONSULTORIOS Tipo Dotacin diaria

Hospitales y clnicas con hospitalizacin Consultorios mdicos Clnicas dentales 1.000 litros/da x cada unidad dental.

800 litros/da x cama 500 litros/da x consultorio

RIEGO DE JARDINES La dotacin de agua para reas verdes se calcula a razn de 2 litros/da x m2. No se incluyen reas pavimentales, andenes, etc. AGUAS PARA USOS INDUSTRIALES En muchos procesos industriales se requiere agua potable; esto sucede en todas las industrias dedicadas a la elaboracin de comestibles y bebidas. Otros procesos no requieren agua potable tales como el enfriamiento de torres de destilacin, motores, tanques de trenes, edificaciones, etc. INDUSTRIAS EN GENERAL

La dotacin de agua para consumo humano se calcula a razn de 80 litros por operario o empleado, por cada turno de 8 horas o fraccin. La dotacin de agua para el consumo industrial, debe calculares de acuerdo con la naturaleza de la industria y sus procesos de manufactura. (Esta dotacin debe ser comprobada por las autoridades sanitarias)

PLANTAS LECHERAS Y SUS ANEXOS

Estaciones de recibo y enfriamiento: 1.500 litros por cada 1.000 litros de leche recibida por da. Plantas de pasteurizacin: 1.500 litros por cada 1.000 litros de leche a pasteurizar por da. Fbricas de mantequilla, queso o leche en polvo: 1.500 litros por cada 1.000 litros de leche a procesar por da.

ALOJAMIENTO DE ANIMALES (Caballerizas, establos, porquerizas, gallineros, etc.)

Edificacin para: Ganado lechero Bovinos Ovinos Equinos Porcinos Aves MATADEROS (PBLICOS O PRIVADOS)

Dotacin 120 litros/da x animal 40 litros/da x animal 10 litros/da x animal 40 litros/da x animal 10 litros/da x animal 20 litros/da x cada 100 aves

Se calcula de acuerdo con el nmero y clase de animales a beneficiar, as: Clases de animal Bovinos Porcinos Ovinos y caprinos Aves en general LAVANDERAS Y SIMILARES Dotacin diaria 500 litros/da x animal 300 litros/da x animal 250 litros/da x animal 16 litros/da x cada 100 aves

Lavanderas Lavado en seco, tintoreras y similares

40 litros/kg de ropa 30 litros/kg de ropa

AGRICULTURA Trigo Arroz Cereales pobres Algodn Riego aspersin en rgimen continuo (clima templado) GANADERA (por cabeza ganado mayor 60-80 1/da) Hidrulica tipo Frances-Dans Porquerizas con limpieza hidrulica en seco o mixta Ovejas INDUSTRIAS AGRCOLAS 2-6 L/da 5 L/da 4-20 L/da 1.500 m3/tn producto 4.000 m3/tn producto 1.000 m3/tn producto 10.000 m3/tn producto 1,5 m3 h/ha

Mantequilla Quesera Leche en polvo Leche de consumo Fabricacin de sidra (sin embotellado) Lavado de botellas Elaboracin de vino Cervecera (slo fabricacin) Fabrica de malte 1,5 a 3m3/t cebada Azucarera Fabrica de levadura Fabricacin de vinagre Conservas de frutas Conservas de legumbres Conservas de pescado Conservas de carne Fabrica de fcula Fabrica de almidn INDUSTRIAS NO AGRCOLAS Circuitos: Curtidos Papeleras: Pasta de papel Embalaje-cartn Papeles especiales Textil: Algodn (segn grado de preparacin) Lana (peinaje-blanqueo) Rayn 400 a 1000 m3/t de producto fabricado

2 a 4 L/L de leche 6 a 10 L/L de leche 7 a 17 L/L de leche 7 a 11 L/L de leche 4 m3/t de manzana 2 a 6 L/botella 2 L/L de vino 20 a 30 m3/t de malte

2 a 15 m3/t de remolacha 150 m3/t de levadura 50 L/L de vinagre 12 a 15 m3/t de fruta 6 m3/t de legumbres 20 m3/t de pescado 70 m3/t de conserva 15 m3/t de patata 15 a 20 m3/t de maz

20 a 140 m3/t de producto fabricado

300 m3/t de producto fabricado 40 m3/t de producto fabricado 500 m3/t de producto fabricado

15 a 200 m3/t de producto fabricado 165 m3/t de producto fabricado

Productos qumicos Refinera de petrleo Acero Acero laminado

220 a 1.000 m3/t de producto fabricado 0,1 a 40 m3/t de producto fabricado 6 a 300 m3/t de producto fabricado 400 m3/t de producto fabricado

REFERENCIAS MELGUIZO B., Samuel. Fundamentos de Hidrulica e Instalaciones de abasto en las edificaciones. Centro de Publicaciones Universidad Nacional Medelln 1994. Quinta edicin, primera parte, pg. 165, 318-326. ACEVEDO A., Antonio Caso. Manual de Hidrulica. Prensa Tcnica S.A. Mexico 1976. Pgs. 482-485. Manual tcnico del agua. SAE depuracin de agua degremunt